Tots els UAV considerats en aquest article s’inclouen al grup 1. Aquest grup amb un pes màxim a l’enlairament de 0 a 9 kg inclou un gran nombre de sistemes de diferents tipus, inclosos els tipus d’avions i helicòpters, i tots ells, per regla general, es llancen a mà. Molt pocs d'aquests drons es podrien classificar com a "nano". Són sistemes molt lleugers, majoritàriament amb un rotor principal, però, com tothom esmentat en aquest article. Qualsevol soldat somia amb tenir a mà un sistema de vol que pugui mirar a la cantonada i tornar a realitzar les tasques següents, ja que el seu pes i la quantitat de material i manteniment tècnic són mínims, és a dir, un augment significatiu de la seva càrrega total està exclòs.
Les forces especials solen ser les primeres a rebre nous sistemes d’alta tecnologia, que després entren en servei amb unitats convencionals. Tanmateix, hi ha pocs sistemes disponibles per als militars al mercat de defensa (per descomptat, tots aquests drons "d'oci" que es venen a centenars en botigues de joguines no estan coberts aquí), només una part d'ells són utilitzats per primera vegada per forces especials i encara menys aquells que es converteixen a l'instant en els més venuts. Alguns altres drons lleugerament més grans, que ja no entren en la categoria "nano", tenen característiques bastant peculiars, cosa que els converteix en una opció excel·lent per a les forces d'operacions especials (SSO) i més enllà.
Abans de començar a descriure els sistemes existents, fem una ullada a quin pot ser el futur, tot i que avui en dia es poden atribuir moltes coses a l’àmbit de la ciència ficció més que a la realitat. El 2011, AeroVironment va desenvolupar el Nano Hummingbird, un VTOL semblant a un ocell volador amb un pes màxim d’enlairament de 19 grams, amb una envergadura de 160 mm que li permet mantenir l’aire. Per descomptat, aquest és el desenvolupament més complex en tots els aspectes, des de la mecànica i l'aviónica fins al canal de transmissió de dades. El laboratori de Charles Stark Draper va prendre un camí diferent, creient que no hi ha un nanodron similar a un insecte més eficient i maniobrable que un dron que imita una libèl·lula. El gener de 2017, va anunciar que el seu programa DragonflEye, que s’executa en col·laboració amb l’Institut Mèdic Howard Hughes, ha avançat en la gestió de les libèl·lules gràcies a una petita motxilla que combina tecnologies de navegació, biologia sintètica i neurosensorials i envia senyals de control neurosensorial a la libèl·lula. Avui en dia, les tecnologies dels sistemes aviar o d’insectes no estan preparades per a un gran èxit comercial, però segur que arribarà l’hora en què trobaran el seu agraït usuari. Mentrestant, els nanodrones actuals utilitzen principalment tecnologies d’helicòpters, que proporcionen la possibilitat d’enlairament i aterratge verticals.
El gener de 2017, el Departament de Defensa dels EUA va emetre una sol·licitud d'informació anomenada Sistemes d'avions no tripulats amb sensor de trànsit soldat (sensor usat per soldats, sistemes aeris no tripulats), la finalitat de la qual era recopilar informació per a un futur programa previst. Aquesta vegada, l’objectiu era desplegar aquests sistemes a l’exèrcit regular per proporcionar vigilància a nivell d’esquadres i escamots individuals. No hi havia molts sistemes disponibles al mercat que complissin els requisits nord-americans, que es van anunciar el gener de 2018 en una reunió a l’anomenat Dia de la Indústria. Entre ells: situar-se a poca altitud durant almenys 15 minuts, tres vols amb una bateria completament carregada en condicions de vent suau, el pes màxim del dispositiu és de 250 grams, el pes màxim de tot el complex és d’1,36 kg. Els requisits també preveuen la probabilitat de detectar el 90% d’un objecte de la mida d’una persona a partir de 50 metres a la nit, a més d’un temps màxim d’entrenament de 16 hores. El sistema ha d’emmagatzemar imatges fotogràfiques i de vídeo i transmetre imatges al soldat en temps real per al seu ús immediat. A més, els criteris de selecció inclouen signatures visuals i acústiques, rang de línia de visió i altres paràmetres encara no anomenats. Set empreses i organitzacions es van presentar a la sessió informativa, però els principals competidors es van reduir ràpidament fins a tres participants: AeroVironment, InstantEye Robotics i FLIR Systems.
A finals de novembre de 2016, FLIR Systems va adquirir l’empresa noruega Prox Dynamics AS per 134 milions de dòlars en efectiu. Aquesta empresa és una de les pioneres en el camp dels nano-UAV, es va fundar a finals del 2007 amb l’objectiu de desenvolupar els UAV més petits del món per a usuaris professionals. La primera versió, anomenada Black Hornet, va aparèixer el 2012 i, després d’aparèixer una nova versió, va rebre la designació Black Hornet 1. “L’avió es basava en una tecnologia completament nova, però el seu abast de vol estava limitat a 600 metres, però, així com la durada del vol és de 15 minuts ", va dir un portaveu de FLIR Systems. El primer client va ser l'exèrcit britànic, que, en resposta a necessitats urgents, va desplegar els seus primers drons PD-100 Black Hornet el 2012 a l'Afganistan. Això es va convertir en una moda important en la trajectòria del nano-UAV noruec; més endavant, el 2015, es va desenvolupar i presentar una segona variant del Black Hornet 2. "Es basava en la mateixa plataforma, però hi va haver moltes millores en termes de sensors, autonomia i estabilitat del vent". Al dispositiu es va instal·lar un motor amb un consum d’energia inferior que, en combinació amb una bateria de major capacitat, va permetre augmentar el rang de vol i, alhora, augmentar el rang del canal de transmissió de dades. A més, es va desenvolupar una variant del Black Hornet 2T, sobre la qual es va instal·lar un termògraf de FLIR, aquesta va ser la primera col·laboració entre les dues empreses. Diversos clients han adquirit el sistema Black Hornet 2 per les seves evidents avantatges.
Tenint en compte el llançament d’un programa potencialment prioritari als Estats Units i el fet que l’exèrcit nord-americà compra almenys un ordre de magnitud més drons que altres països, FLIR va decidir que val la pena invertir més en el camp dels nanosistemes i, per tant,, adquirint Prox Dynamics. Després d’aquesta fusió, el finançament per a projectes prometedors va augmentar bruscament, donant lloc al nou Black Hornet 3. Dissenyat pel pare del Black Hornet original, Peter Muren, el dispositiu va conservar l’esquema de l’helicòpter, però el disseny del rotor es va revisar radicalment. La plataforma ara és totalment modular, amb una bateria extraïble i diverses càrregues objectiu que permeten una reconfiguració ràpida del dron. L’estació base de nova generació ha rebut una sèrie de millores, tant de maquinari com de programari. El pes del Black Hornet 3 amb una hèlix de 123 mm s’ha duplicat en comparació amb els seus predecessors i ha estat de 33 grams, pot mantenir-se a l’aire durant 25 minuts i volar a una distància màxima de 2 km. El dron desenvolupa una velocitat de fins a 6 m / s i pot volar a velocitats de vent de fins a 15 nusos (ràfegues de fins a 20 nusos), així com en pluges suaus. Pel que fa als sensors, el dron està equipat amb una càmera fotogràfica FLIR Lepton i una càmera de vídeo d’alta definició capaç de fer fotografies. Una imatge tèrmica amb una matriu de 160x120 i un pas de 12 micres funciona en el rang de 8-14 micres i té un camp de visió de 57 ° x42 °, les seves dimensions són 10, 5x12, 7x7, 14 mm i el seu pes és només 0,9 grams. Hi ha dues càmeres diürnes disponibles, depenent de la configuració, que proporcionen respectivament una resolució de vídeo de 680x480 i una resolució de fotos de 1600x1200, és possible superposar imatges de càmeres diürnes i nocturnes.
La principal innovació del Black Hornet 3 és que pot volar fins i tot sense senyal GPS. "No obstant això, continuem desenvolupant aquesta característica, ja que encara té el potencial de moltes millores", va dir un portaveu de la companyia. Hi ha disponibles quatre modes de vol: vol i observació automàtica i manual, vol al llarg d’una ruta predeterminada i punts seleccionats per l’operador, retorn automàtic i pèrdua de comunicació. “Actualitzem constantment el nostre programari per reduir la càrrega cognitiva de l’operador. Aquest sistema, conegut com el Black Hornet 3 PRS (Personal Reconnaissance System), està integrat amb el programari ATAK (Android Tactical Assault Kit) de l’exèrcit dels EUA. El sistema complet Black Hornet 3 que pesa menys d’1,4 kg inclou dos avions, un controlador manual i una pantalla de vídeo. El dron Black Hornet 3 ha estat comprat per 35 països, sent els compradors més grans els Estats Units, Austràlia i França. El novembre de 2018, França va anunciar una compra per un import de fins a 89 milions de dòlars i pocs dies després els Estats Units van signar el seu primer contracte per 39 milions de dòlars. El Regne Unit va signar un contracte d’1,8 milions de dòlars a l’abril del 2019 com a part de la Fast Track Initiative. L’estiu del 2019, l’exèrcit nord-americà va rebre els seus primers sistemes PRS de Black Hornet 3 per a la 82a Divisió Aerotransportada, que es va desplegar a l’Afganistan. Aquests nanodrones s’utilitzen per a la recopilació d’informació i el reconeixement a nivell d’esquadra i pelotó.
Durant el desenvolupament del dron PRS, FLIR es va adonar que molts vehicles necessitaven un sistema de reconeixement de curt abast que es pogués utilitzar des de la blindatge. Això va conduir al desenvolupament del sistema VRS (Vehicle Reconnaissance System), que es basa en la mateixa plataforma i compta amb un mòdul de llançament amb quatre cassets de càrrega i calefacció extraïbles. El kit VRS pesa aproximadament 23 kg, mesura 470x420x260 mm i opcionalment es pot equipar amb protecció balística. Es pot integrar fàcilment al sistema de gestió de batalla mitjançant una interfície estàndard; Kongsberg ja l’ha integrat al seu sistema Integrated Combat Solution (ICS). FLIR ha demostrat aquest sistema no només com a eina de reconeixement, sinó també com a eina d’objectiu amb GPS integrat. Actualment, el VRS només està disponible en preproducció, però FLIR està preparat per iniciar la producció, ja que el producte es va mostrar per primera vegada a l’octubre del 2018 i tenia molta demanda.
A més de FLIR, dos candidats més van lluitar pel contracte del Sensor Borne Sensor, AeroVironment i InstantEye Robotics (una divisió de Physical Sciences Inc). AeroVironment ha desenvolupat un quadrocòpter Snipe amb un pes de 140 grams amb una durada de vol de 15 minuts i un abast de vol superior a un quilòmetre, equipat amb càmeres optoelectròniques i infraroges. Amb una velocitat màxima de 9,8 m / s, el dispositiu és força silenciós i inaudible fins i tot a una alçada de 30 metres sobre el terra, es controla mitjançant una aplicació intuïtiva carregada en un controlador tàctil amb Windows 7. Preparació del dron per al vol, reunit a partir de cinc parts mòbils, triga menys d’un minut. Després de seleccionar un dels seus competidors per part de l'exèrcit dels Estats Units, AeroVironment aparentment va abandonar el programa Snipe.
El quadcòpter Mk-3 GEN5-D1 / D2 d’InstantEye Robotics pesa menys de 250 grams (pes màxim permès). El complex que pesa 6, 35 kg inclou dos dispositius, un Ground Control Station-D, una pantalla protegida, sis bateries, un carregador, un joc de cargols, una antena de recanvi, una caixa de transport i un contenidor per treballar al camp. El dispositiu pot assolir una velocitat màxima de 8, 94 m / s i suportar la mateixa velocitat del vent, l’abast del canal de transmissió de dades és d’1,5 metres. La bateria principal proporciona un temps de vol de 12 a 15 minuts, però una bateria addicional garanteix de 20 a 27 minuts de funcionament. A finals de 2018, InstantEye va lliurar 32 d’aquests complexos al Cos de Marines dels EUA per a una avaluació operativa com a part del programa de drons tàctics petits.
El dron NanoHawk, que es va mostrar per primera vegada com a prototip a Eurosatory 2018, va ser desenvolupat per l’empresa francesa Aeraccess basant-se en les necessitats específiques de les forces especials franceses, que necessitaven un UAV per a l’ús dins d’edificis i altres estructures tancades. En una competició dirigida pel Weapons Control Lab, NanoHawk va vèncer altres cinc candidats a la primera ronda.
En aquest projecte, Aeraccess va aprofitar la seva experiència amb el dron SparrowHawk més gran, desenvolupat conjuntament amb les forces especials de la policia francesa i també capaç d’operar en absència d’un senyal GPS. Tot i això, les forces especials franceses volien tenir un sistema significativament més petit i, com a resultat, va aparèixer el dron NanoHawk, en el qual es va preservar l’esquema de quadrocòpters i va aparèixer una protecció lleugera de l’hèlix, que no es pot prescindir quan es vola a l’interior. En comparació amb el prototip, el cos de la versió de producció està equipat amb sensors d’evitació d’obstacles de 360 °. A més, s’instal·len dues càrregues objectiu optoelectròniques / infraroges davant i darrere, cosa que permet a l’operador veure la imatge des de les dues direccions i, per tant, controlar millor la situació; els sensors opcionals també permeten la cartografia volumètrica digital dels edificis. El cas, juntament amb l'estructura protectora dels cargols, s'ha redissenyat completament, ara l'usuari pot reparar ràpidament el dispositiu al camp. La versió actual pesa 350 grams sense bateria, amb el pes màxim de l’enlairament fins a 600 grams amb una bateria més potent que proporciona 10 minuts de vol. Les dimensions segueixen sent les mateixes, 180x180 mm en cargols, però, si el client necessita una nova gàbia protectora, les dimensions augmentaran fins a 240x240x90 mm.
Un dels elements principals del complex és un controlador manual, que permet a l’operador subjectar una arma a l’altra mà, mentre que el monitor està muntat sobre una armilla antibales, tot i que és possible instal·lar-lo a la part posterior de l’escut o poseu-lo al canell. Els modes de vol intel·ligents redueixen significativament la càrrega de treball de l’operador i un enllaç de dades xifrades multiplexades de divisió de freqüències ortogonals permet un control de vol simultani i transmissió de vídeo mitjançant l’ús d’un sistema criptogràfic únic amb dues freqüències diferents.
Des de la seva primera demostració, el dron NanoHawk ha estat sotmès a proves exhaustives. En una tasca típica, s’enlaira des de l’exterior de l’edifici, hi vola a través d’una finestra oberta i, a continuació, es mou 3-4 pisos cap avall o cap amunt en funció del gruix de les parets. El dispositiu també va rebre permís per treballar en vaixells, demostrant la seva capacitat per volar per sobre i per sota de l’operador sense perdre senyals de ràdio i vídeo, cosa que obre un mercat completament nou. A la nit es pot connectar a un sistema de visió nocturna perquè només l’operador el pugui veure. El NanoHawk també es va provar amb equips de gossos, durant els quals els gossos van ser entrenats per portar el dron subjectant-lo a la boca amb una corretja curta. El gos comença a revisar l’edifici i, quan detecta la presència d’una persona a l’habitació, deixa caure el dron cap a fora, després del qual s’enlaira al comandament. El gos també es pot equipar amb un repetidor per tal d’augmentar l’abast del dron, que el desenvolupador afirma que es troba a diversos centenars de metres a l’aire lliure.
Cada sistema NanoHawk consta d’un canal de dades, controlador, monitor i dos dispositius. Les primeres unitats a encarregar NanoHawk van ser les forces d'operacions especials locals. Les forces especials franceses han signat contractes amb la companyia Aeraccess, segons la qual va rebre versions especialitzades del sistema. Pel que fa a l’exportació, Aeraccess ha rebut ordres d’un nombre desconegut de vehicles de les agències militars i policials de Singapur, els Emirats Àrabs Units, el Regne Unit i el Canadà.
L'exèrcit francès va comprar els microdrones NX70 desenvolupats per Novadem a petició urgent. Aquest quadricòpter amb un pes màxim d’enlairament d’1 kg en estat desplegat té unes dimensions de 130x510x510 mm (quan es plega - 130x270x190 mm). Està equipat amb una càmera de dia Ultra-HD de doble distància focal que proporciona FOV de 50 ° i 5 ° i un FOV de 34 °; depenent del desig del client, la matriu del convertidor de vídeo pot tenir unes dimensions de 320x240 o 640x480. El temps de preparació del vol triga menys d’un minut, el temps passat a l’aire és de 45 minuts i el rang de vol és d’un quilòmetre; la variant d’abast ampliat té un abast de fins a 5 km. El dispositiu pot volar a velocitats de vent de fins a 65 km / h i a una altitud de 3000 metres sobre el nivell del mar. El NX70 també pot volar en una configuració connectada, cosa que li permet romandre a l’altura durant períodes prolongats. L’exèrcit francès va rebre els primers 27 sistemes (cadascun amb dos dispositius) el juny de 2019. Els primers drons NX70 es van desplegar a l’estat africà de Mali, on el contingent francès lluita contra els rebels.
El 2017, Diodon Drone Technology va presentar el seu quadcòpter SP20. Definitivament no pertany a la categoria de nano-UAV a causa del seu disseny inusual, és molt adequat per a l’ús de forces especials. Aquest quadricòpter està pensat per al seu funcionament en unitats aerotransportades, ja que té una carcassa endurida i impermeable d’acord amb la carcassa estàndard IP46 amb tota l’electrònica i quatre “potes” inflables, als extrems de les quals s’instal·len hèlixs amb motors, cosa que permet a l’avió romandre a flotació, utilitzant la superfície de l’aigua per a l’enlairament i l’aterratge. També pot funcionar a terra, mentre que els elements inflables absorbeixen bé l’energia d’impacte. El dron Sp20 que pesa 1,6 kg té una càrrega útil nominal de 200 grams, té una velocitat màxima de 60 km / hi una velocitat vertical de 3 m / s. S'ofereixen dos sensors: una càmera CCD amb una matriu de 976x582 i amb objectius de 3 mm, 8 mm o 12 mm, capaços de funcionar amb una il·luminació de 0,0002 lux, i un termògraf sense refredar amb un objectiu de 14,2 mm i una matriu de 640x480.
El dron SP20 pot volar a velocitats de vent de fins a 25 nusos, l’altitud màxima de funcionament és de 2500 metres i les temperatures de funcionament són de -5 ° C a + 45 ° C. Amb les "potes" desinflades i les fulles plegades, les dimensions de l'aparell són de 220x280x100 mm, en bon estat de funcionament: 550x450x190. El temps de configuració és inferior a un minut, gràcies en gran part al petit compressor inclòs que s’utilitza per inflar els peus. Les bateries es carreguen durant 23 minuts de vol. El SP20 està equipat amb un canal de comunicació analògic amb un abast de fins a 2 km. El dron SP20 de Diodon inclou una estació de control de terra resistent IP56 de 1,2 kg. Aquest UAV amfibi únic s’està provant actualment en diverses divisions i Diodon Drone Technologies espera el primer encàrrec, principalment de l’exèrcit francès.
